数字音频工作站的构成及实现

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广义上说，凡是能够输入输出音频信号并以对它做加工处理的计算机都可以称为计算机音频工作站。也就是说，只要往计算机中插入一块声卡并装上相应软件，计算机就变成音频工作站了。
    但是，从专业的角度来说，计算机音频工作站应该是具有如下特征：
    1、能够以符合专业要求的音质录入和播放声音
    所谓的专业要求，从指标上说最低应该采用16bit、44.1kHz的音频格式，频响范围应该达到20Hz~20kHz，而动态范围和信噪比都应该接近90dB或更高。
    2、能够同时播放至少8个音频轨
    由于可以进行同步分轨录音，所以计算机音频工作站能够同时录入几个音频轨并不显得十分重要。但计算机音频工作站至少应该可以同时播放8个音频轨，以满足如2轨人声、2轨立体声MIDI音乐、1至2轨声学乐器、2至3轨单独电子音色的需要。
    3、具有全面、快捷和精细的凌音频剪辑功能
    数字音频的优势之一就是能够对录音内容进行剪辑。所以，专业的计算机音频工作站对于录入的声音素材，应该能够进行删除、静音、复制、移位、拼接（带淡入炎出）、移调、伸缩等操作。而进行这类操作时，还应该能够做到准确、精细和快速。
    4具有完善的混音功能
    计算机音频工作站是一种录制音乐的工具，而录制音乐最关键也是最体现水平的就是混音。音乐作品是否清晰、有宽度、有层次和深度全赖于此。
    因此，专业的计算机音频工作站必须为操作提供足够的混音工具。这主要是指它能够提供压缩、限幅、均衡、混响、延时、合唱、回旋等信号处理效果。当然，这些效果的算法品质也要能够达到专业要求。
    从硬件角度来说，数字音频工作站的构成可以归结为以下几个部分：计算机控制部分，核心音频处理部分，数据存储设备及其它外设设备；从软件角度来说，数字音频工作站可分为以下几个模块：操作平台，音频处理界面，文件格式，第三方软件及其他相关软件。下面就是以这两种划分角度来详尽的阐述数字音频工作站的构成及实现。
    2.1数字音频工作站及微型计算机
    数字音频工作站的工作依赖于微型计算机和数字信号处理器（DSPS）。利用近年来技术革命的丰硕成果，人们可以高效率地把音频信号转换成数字形式，并用计算机方便地处理。一旦进入数字域，声音和图像可以用多种方式处理，就像文本和数字等资料那样。
    众所周知，计算机并不只是用来打字和处理一下预算的，带一个屏幕和一个键盘的简单设备；计算机是设计用来处理二进制数据信息、储存数据，并与外部设备通迅，以接受指令或发出信息的一个基本系统。
    个人桌面电脑可以从键盘和其它一些设备，如鼠标和轨迹球，接受指令，并存贮于不同地方，如固态存储器和硬盘上，这样（依靠微机上运行的软件程序）可以以存储的信息为基础进行工作，运算出一个结果或控制一个过程。
    2.2计算机系统基础原理
    早期的个人计算机（PC,personalcomputer）充其量不过是可编程的计算器，它几乎不具备音频功能。一般的PC机只是内置了一个用来发出报警声音的微型扬声器，该扬声器的作用与打字机打到未行发出的机械铃声是一样的。因此用计算机来制作音乐几乎是不可能的。
    随着硬件和软件的性能日益强大，PC机已经用来制作音乐了。实际上，目前声卡已成为PC机的重要组成部件。声卡包含有FM合成芯片，A/D和D/A转换器，这些声卡通常用来播放MIDI文件，声音效果，以及记录和重放WAV文件。与此同时，CD-ROM驱动器借助声卡也广泛地被用来播放音频CD，立体声音箱和PC市场上也成为普通的附件了。
    PC作业已经采用了诸如CD，DVD，3D音频以及声音合成等音频技术，并且开发出了自已专用的PCI总线，Win98，2000，XP，MMX，AX'97，IEEE1394和USB等技术。这些方面的不断改进使得技术的集成得以实现，同时也将PC音频和多媒体的保真性性能提高到一个新的水平，从而使得PC广泛地应用于专业和个人录音室中，并已成为核心设备。
    大多数音频工作站都是基于AppleMacintosh或IMB-PC平台。这两种平台广泛用于专业创作领域，但是后者更为一般的业余爱好者保留了较大的应用选择空间。IBM-PC计算机使用的是IntelPentium系列或其它与Windows操作系统兼容的处理器；有时也把它组合称之为Wintel。由Motorola开发的PowerPC处理器都能运行Apple和IBM应用软件，并且在其自已开发的应用中成为高性能的RISC处理器。
    因此，本章对微机系统关键设备的工作和功能进行介绍。尽管实际工作中使用的系统是各不相同的，但基本原理还是大致一样的。虽然计算机系统也一直在越变越复杂，但还是有必要充分理解一下系统的工作情况。稍复杂的计算机中的一些概念也是这些基本思想的外延而已。
    2.2.1总线
    表示一个微机系统的基本系统的基本方块图，示出了其中的一些概念，主要功能模块。在深入了解系统中具体设备之前有必要先理解一下总线的作用，总线是并接导线或印刷电路通道的总称，其中每一路传送二进制字的一个比特。这样8比特数据总线可并行传送8比特数据，16比特总线传送16比特数据。
    在总线上信息可以双向传送，尽管这里的方向完全不是我们所想的那个意思。很明显，数据流的方向简单地取决于总线上哪个装置向总线传送数据，哪个装置读取数据。几个设备间通常是可以共享总线，通过在适当的时间“启动”适当的接收器或传送器，数据便可在中央处理器（CPU）和设备间分配。很明显，避够两个设备同时向总线上发送数据是很重要的。
    从历史的发展来看，计算机最初的装配是ISA（Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）局部总线；其11Mbyte/sec的传输速率限制了音频应用。一路1.4Mbps的立体声CD数据流，再加上音响效果和几种音色大概要占用40%的总线资源，只留下很小的容量供多任务操作系统使用。随后的EISA（ExtendedISA,扩充工业标准体系结构）局部总线具有32Mbyte/sec的数据率，并且在其它方面的性能也有所改进，但是它仍限制了音频应用。直至产生了一种更高性能的总线-pci总线，PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连）是高性能局部互连总线。PCI所能提供的最大传输速率是132Mbyte/sec，并具有32比特的通路宽度及良好的抗噪声性能，同时能够有效地将计算机的处理器和内存与外设集成到一起，另外具有更宽通路的PCI总线如64位也已经广泛使用在服务器领域中了。但是PCI总线仍对多音频数据流稍微有些力不从心。更进一步而言，PCI总线比执行时间上来看，其性能也优于ISA和EISA总线。从音频数据流方面来考虑，音频输出必须不受任何干扰。因为PCI总线优异的性能，所以它可以对任务进行协信号处理，即在主处理器和音频加速器间进行平衡。基于这些和其它原因，PCI总线现已经取代了ISA总线。
       
          2.2.2中央处理器

    中央处理器（CPU）是个有效的系统控制者，它的主要功能有：从内存中取来指令进行排序和翻译，并对整个二进制字执行逻辑运算，对数据进行暂存和监控外部来到中断请求。CPU与其他设备的通迅是借助一条数据总线、一条地址总线和各种不同的控制线来实现的。CPU接有一个晶振时钟，这个时钟可以发出兆赫频率的同步信号。这个时钟驱动发生在计算机内的整个动行顺序，因为它是激励逻辑程序下一事件的时钟信号。建立在CPU中的是一个“排序器”，它决定着CPU的许多逻辑门、贮存器、计算器中逻辑事件的顺序。一个指令解码器从内存中读取进进制字码指令，并对排序器进行编程。只有有限数量的合理命令能被计算机受理，这些命令被称为指令组。在时钟的每个周期，“排序器”根据最后一次得到的指令，向前进一步，进入到下一排序程序。

    中央处理器（CPU）里最重要的设备之一是“数字逻辑单元”（ALU），这个设备是设计用来对数据进行逻辑/数字运算的。“数字逻辑单元”（ALU）是名副其实的典型大型集成门，如上述典型的模式，具有两个有一定的比特数宽度的输入端，一定数量的控制输入和输出。控制输入用于决定执行哪些逻辑运行，“载入”和“载出”线用于当运行结果太大或太小以至溢出字码最大有效比特时。“数字逻辑单元”的输入端有一路是来自被称为“累加器”的暂时存贮部分，其他输入端可以从别处，比如说数据总线取数据。

    中央处理器包括一个开机时从0开始的程序计数器，计数器的输出送到地址总线以便指出存在内存中的下一个命令的位置。当时钟运行一定的周期后（称为机器周期递增）将排序器运行至当前指令处，程序计数器递增下一个地址，并从内存中调出下一个指令。一个独立指令控制的事件的典型顺序是：

    将下一个指令地址送至地址总线上去

    将内存地址的内容读入指令解码器中

    （由解码器指令来决定下一步的动作）

    从内存中取出数据的下一个字节

    将那个字节放到ALU的一个输入上

    将那一字节与累加器中的那个字节相加

    将结果存储于暂存地址上

    递增程序计数器

    这是一条指令的执行过程，但它占用了时钟的不少周期时间。

    中央处理器也包括一个暂时的存贮器，称之为堆栈，它以后进先出的方式工作。堆栈像个环形的托盘架，就像咖啡厅里常见的摞着一摞盘子的那种。如果有人想拿个盘子，那么放在一摞的顶上的最后一个盘子是第一个被拿走的。数据被暂放在堆栈中，当另一个操作被执行时，这个堆栈被当作数据的寄存处，然后再被抽走处理。

    一个典型的中央处理器命令包括以下几个指令组：把数据从一个地方移到另一处；对一对数字执行算术运作和把一个程序执行跳到新的内存地址上等。还有些需要的命令是从输入/输出（I/O）端口读写数据，这是数据与外界进行通讯联络的方式。

    一般来说，用于数字音频工作站中的CPU往往都是性能较高，速度较快的服务器用处理器，这样可以保证系统工作的效率和系统的稳定性。

    2.2.3ROM和RAM

    典型的计算机主要有两种固态存储器：只读存储器（ROM）和随机存取器（RAM）（固态器件通常是由能起着电容、电阻、晶体管等电子元件作用的高度集成化，掺杂处理的小硅片组成。硅片上分布的节点被细微的导线连起来，这些导线连到封装芯片的管脚上以便接收到外围的电路上去）。

    在ROM和RAM中还有许多有着细微差别的不同类型。所有存储器件把特定比特的样本存入不同的地方，称为地址。这些内存地址可表示出来任何1至多比特的数据。若是1比特的内存，则有必要把它们分成阵列，以便存储8比特的字码。有一个地址总线，一个数据总线，启动线和读/写（R/W）线（ROM没有读/写线，因为它是“只读”的）。为了在存储器上写一个字节的数据，其地址可以在地址总线上表示出来，对应的数据可以在数据总线上表示出来。读/写线被转变到写的状态时，相应的内存片借助允许线保持在相应状态而被允许写入。读的工作过程以类似的方法进行，只是读/写线在相反的状态。

    ROM是为不能用系统改变数据而设计的，比如系统软件的一部分（对中央处理器发出的指令）。真正的ROM是厂家编程的，它是在芯片一定存储地址上吹制出微小的可熔性连接的方式设置的特定比特型。这样可恒久地存储数据且不会被擦掉，这样可以把限量的数据（至多几兆字节）很好的永久存储到一个真正意义上的ROM上。数据即使在芯片没有加电的时候依然可以保存下来。另一种形式的ROM的存在使人们在一定程度上省了不少心。EPROM是电可编程只读存储器，可以用紫外光通过一个暴露的小窗口照射约20分钟来擦去内容，然后可以用在EPROM的管脚上加比正常电压高的电压和方式重新编程，这种方法被称为“PROM吹风机”。EEPROM（电子擦除PROM）和EAROM（电子改更PROM）有更大的变化，它们可以由系统自身就地重新编程，尽管这个过程不像RAM那么简单地进行编程。当需要一种永久的系统存储形式时需要这种器件，但偶尔数据也需要修改。

    RAM既可以读出也可以写入。它是非常快捷的暂存方式，在这里存储的数据通常可以以到10ns（纳秒）的时间被访问，但断电会使数据丢失（除非使用了某种形式备用电池）。计算机常用一种被称为动态RAM（DRAM）的RAM，这个存储元件装在一种被称为SIMM（单列直插存储器模块）的插件式模块上，每块上可以存储数兆字节的数据。一个单独芯片上RAM的容量逐年都在增长，所以很难说清其存储能力。计算机系统中RAM用于暂存那些由输入和程序运行而得来的数据，但也可用于由常设的外部存储设备（如磁盘驱动器）临时下载下来的操作系统暂存。

    在数字音频工作站中，内存RAM的选择和使用也是非常关键的。内存性能的好坏之间关系到整个系统的运行效率，因此在选择上应尽可能的采用速度更快、电器性能更佳、容量更大约优质内存。当然内存的先择与CPU及主板的配套和兼容性的关系也很大，因此对这三者的选择往往就意味着整个系统的性能的优劣。
       
       
        2.2.4输入输出（I/O)端口

    I/O（输入/输出）端口的构成基本微机系统的第三大要素。如前面所说，它们是联系系统与外部世界的窗口，没了它们，系统几乎就没有用了。这些端口有的是以背板具体的接口的形式出现，有的则是连接于内部的外围设备，比如磁盘驱动器，在这种情况下，端口就不是通常的用途了。有些计算机的I/O端口最常见的用途是把数字分配到一个图像上去，以便显示出影像。I/O端口既可并联，也可串联。

    这里要重点提一下的是信息与端口的通讯方式，因为这一通讯的方式多种多样，有些我们这里要谈到。首先，从上面的框图里可以看出，普通计算机的I/O端口通常既连着存储器又连着数据和地址总线，但有的系统里有一根从CPU接出来的单独控制线，它可指示是访问地址存储器还是I/O端口-它们二者不能同时被启动。另一种方案是用一种所谓的“内存映射I/O端口”，这种端口占用存储器地址。每个端口有至少一个（通常是几个）地址，对应端口功能的不同方面。一个这样的地址可以成为端口的“控制寄存器”，它使CPU可以按照串行接口时钟的速度进行编辑。通过往I/O地址上写入，CPU可以把一个字节的数据从暂时的内存转移到外围的设备上。

    同样，通过读取特定的控制寄存器地址可以知道是否有一字节的数据被端口接收到，这叫做“轮询”是CPU确定是否有数据从端口输入的方法。这很像是一个老师逐一的问班上每一个学生是否有话要说-终于老师碰上一个有话要说的，但如果三十个人里只有两个人有话要说，那这一过程就太浪费时间，做无用功了。另一个办法是让有问题的人举手等着老师的提问。在计算机的名词中这叫“中断”，经常用来表示新数据到达端口的一种方法。

    当端口接到一字节的数据时，它能够发出中断标记，它是一种连着CPU的控制线。于是，CPU停止当前的工作而用另一条线（IACK）受理中断请求，之后一系列的过程便可进行下去。CPU也必须逐一对每个端口寻址，以发现哪一个被中断了，或以更有效的方式，从接受的IACK信号来判断，发出中断信号的端口必在数据总线上留下它的地址或其它特定的身份识别标志，这样CPU就可以判断出中断信号的出处了。这一数据值使CPU将它的程序计数跳到一个新的存储地址上来处理这个特殊的中断信号，这个新地址中包含了一个小的子程序的开始；而这个中断信号在通常情况下涉及从端口的输入缓冲读取数据的字节和将其存储于RAM地址上的动作。

    当恰巧有许多中断发生时，比如有许多端口时，就有必要给它们排序，这时通常先用一个能接受大量中断信号并安排它们给CPU处理的专用设备。它对时间的要求是非常严格的，比如同步信息显然要先于非同步信息被处理。当CPU不能非常及时地响应中断信号时，需要在端口接入一个小容量的缓冲存储器来暂存数据。如果没有这个暂时存储器，那么下一个数据在前一个数据被收集好这前到达同端口，必然会使后一数据丢失。

    常见的电脑I/O端口有：RS232或RS422标准的串行端口，并行端口如打印机接口，以及USB、IEEE1394、SCSI（小型计算机系统接口）等，它是常用于连接硬盘驱动器的快速并行端口，在后面将有更详细的介绍。下面对计算机中常用的接口进行详细的介绍。

    （1）用于连接硬盘存储器的ATA接口

    ATA（Advanced Technology Attachment）是一种设计成扩展插槽的总线形式，它为PC提供16比特的通道宽度，并且成组速度高达8.3Mbyte/sec；ATA也称之为IDE（Integrated Drive Electronics,集成驱动电路）总线。速度更快的总线还有EIDE（Enhanced Integrated Drive Electronics或ATA-2，增强型集成驱动电路或ATA-2）和UltraATA（ATA-3或超级ATA）。ATA-2容许的成组速度高达16Mbyte/sec，ATA-3容许的成组速度高达33.3Mbyte/sec,面更新的ATA-5则达到了133Mbyte/sec的速率。在许多情况下，传输速率是受计算机本身总线的限制；例如,ISA总线限制输出。为了克服PC机的多次连接设置所带来的问题，发明了即插即用（Plugand Play）标准；操作系统和系统BIOS自动配置跳线器，IRQ,DMA地址，SCSIIDs和设备的其他插接参数。

    （2）IEEE1394“火线”

    IEEE(The Instituteof Electricaland Electronic Enginees，电气和电子工程师协会）委派了一个技术工作组来负责设计新的数据总线传输协议。基于AppleComputer所提出的“火线”协议，IEEE1394-1995高性能串行总线标准定义针对底板总线和串行数据总线的物理层和控制器，它们容许进行低成本、通用目的的高速数据传输；在此讨论的是后者。IEEE1394线缆总线是通用的、与平台无关的数字接口，它可以连接诸如个人计算机这样的数字设备；多媒体的音视频产品；用于影像的打印机和扫描仪；数字摄像机、显示器、录像机；以及其他需要进行高速数据传输的设备。例如一台数字摄录机可以连接到个人计算机上进行音视频数据的传输。

    IEEE1394连接线缆是扁形的（比电话线稍微厚一点的），并以铜来做导线；它有两对用来传输信号的独立屏蔽的双纽线，两条电源线和一个屏蔽层。在一些民用的音频/视频设备上有的采用无电源线的四线标准是缆；这种电缆在IEEE1394中进行了定义，并常常称之为i.Link。在每条电缆中两条双纽导线是交叉的，并构成双向的发送/接收连接。IEEE1394的连接端子（在线缆的两端是一样的）小而坚固（它由Nintendor'sGameBoy的连接端了演变而来）；它可以用标准阻尼制动或专门的侧向锁定机构。因为它可以传输电能（8~40伏，电流可达1.5安培），所以一条IEEE1394电缆可以当作一此设备的惟一连接电缆使用。与SCSI电缆类似，IEEE1394可以进行两台设备间的点到点连接，或者设备沿着电缆的长度进行分支性或菊花链式连接。但与SCSI不同的是，它无地址（设备ID）或无须端接。在有些情况下，IEEE1394可以使用诸如Category5双纽线或光缆这样的线缆。例如利用50mm的多模光纤可以将线缆长度增加到数百米，但这时需要用更可靠的时钟锁定方法。
       
        在不用转发器小盒时，两台设备间线缆的长度可以长达4.5米（这一长度称为一个中继段），而在一条线路上可以有多达16个线路中继段，采用标准线缆的工作长度可达72米（使用更高质量的电缆可以获得更长的工作距离）。在不使用总线桥路的时候，一个局域群可以直接接入多达63台设备，而在利用数据桥路可以连接多达1023个局域群。IEEE1394同样可以用来连接两台设备或者将整个家庭或办公室的电子设备互相连接在一起工作；它可以进行“热插拔”，所以使用者可以向加电的总线添加设备，或从中去除设备。由于它具有可升级的结构，所以用户可以在一条总线上组合多种速度的设备。

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   IEEE1394定义了三个层次：物理层、链接层和透明层。物理层定义了IEEE1394总线所要求的信号。链接层表现的是应用的数据包（来自链接层）。

    IEEE1394线缆准定义了三种数据率：98.304、196.608和393.216Mbps；这些数据率分别接近100、200和400Mbps，并且分称之为S100、S200和S400（新提出的IEEE确1394b文件可用的数据率为800Mbps至3.2Gbps）。总线数率是由最慢的有源节点决定的；但是总线可以支持各个节点对之间多种信号传输速度。考虑到立体声数字信号比持流的数据率可达1.4Mbps，压缩的视频数据流也可达1.4Mbps，未压缩的广播质量的视频数据流可达200Mbps，IEEE1394接口能够满足多媒体数据负载的要求。

    在进行连接后，总线自动重新初始化整个总线，识别新的设备，并将其与其它网络化设备集成到一起，总的时间不到125us。同样，在断开连接时，IEEE1394自动进行自身的重新配置。异步传输执行简单的数据传输，数据块的传输是在此前传输块被确认接收之后才进行。由于其它网络要求的时机是不能预知的，所以发送的时机是随机的；这就是实时音频和视频数据发送所面临的问题。比如对未压缩的数字视频信号进行这样的实时，大数据量应用采用等时传输的方法来获得所要的带宽和低等待时间。等时传输不使用发送/确认的方法，从而保证了设备所要的带宽。节点求带宽分配和采用可使用的带宽寄存器进行等时资源管理，以便对所有等时节点的可用带宽进行监测。所有的总线数据以32比特为单位字（也称为Quadlets）进行传输，并且带宽是按带宽分配单位进行度量的。单位大约为20ns，也就是以1，600Mbps来传输一个数据Quadlet所需要的时间。等时资源器利用其可使用的通道寄存器来将通道编号（0到63）安排给要求等时带宽的节点。这个通道编号标志出所有的等时包。当节点完成了其等时转换时，它就释放其带宽和通道编号。诸如PC这样的总线管理器就不必须了；任何的“会话”设备可以当作等时资源管理器，以创建一个固定的等时通道。

    利用共同的等时传输时基，数据包可以用小的均衡时延进行编码，所以输出能与时钟源完全等时--对于必须按顺序，准时到达的音频和视频数据字而言这是一个重要的特性。当IEEE1394线缆应用于两个不同的设备间同时传输时该特性就至关重要了；等时传输在时分复用数据流中具有优先的状态，不被控制命令中断，以便进行音频和视频传送。虽然有些接口由于用了大的存储线缆两端的数据，所以成本很高。虽然有些接口由于用了大的存储器来临时存储线缆两端的数据，所以成本很高，但是IEEE1394并不需要大的缓冲器。它的及时（Just-In-Time）数据传送方式容许设备直接在设备的内存间交换数据和命令。

    IEEE1394技术指标中包括一个“音频和音乐数据传输协议”（称之为A/M协议），它定义了实时数字音频如何利用等时包进行传输的方法。数据类型包括IEC-958和原始音频采样（数据区中多达24比特的长度），以及MIDI文件（每个区多达3个字节）；它按照IEC61883-1/FDIS标准化的。该协议（以及将来的多声道版本）将为传输9.6Mbps的DVD-Audio数据流提供足够的带宽。所使用的复制保护方法是为了避免对那些高质量的DVD-Audio信号进行侵权盗版。

    在许多应用中，传输数据的安全性是十分重要的。数字传输内容保护（Digital Transmission Content Protection,DTCP)系统是针对家庭环境下用诸如IEEE1394总线这样的传输线进行安全（防盗版）传输而提出的。称为“5C”的这种系统是由包括Sony,Toshiba,Intel,Hitachi和Matsushita，以及美国电影协会在内的公司联盟提出的。DTCP在容许进行合法的复制的同时，禁止了对数字内容的非法复制。DTCP不影响其他的复制保护方法（比如DVD光盘，卫星广播等应用中采用的方法）的使用。DTCP在每个数字链路中使用加密技术。在链路中的每个设备遵从嵌入的复制控制信息（Copy Control Information,CCI）的要求，CCI指定了容许使用的方式：Copy-Never（不容许复制，只能显示）；Copy-One-Generation（容许复制一次）；Copy-No-More（禁止进行对复制的内容再复制）；Copy-Freely（无复制限制）。由Authentication和Key Exchange系统提供双向“challengeandresponse”通讯，这系系统可以使家用信号源设备确认接受设备的真实性。DTCP可以取缔非法设备尝试破坏系统，获得加密密码等优先权。为了实现这一点，每个民用设备包含有系统可更新信息（systemrenewabilitymessage,SRM），它是进行盗版时所用各个设备的串行号列表。SRMs通过软件包，传输和新设备进行更新，并且自动跳过其它设备。信源设备对重新传输给接受设备数据进行加密。加密密码每30秒更改一次。所建立的数字传输许可管理员（digital transmission licensing administrator，DTLA）用来建立一个认可的内容保护系统，并生成和分配加密素材，比如密码和认证。DTCP是为HDTV接收机、机顶盒、数字录音机、卫星接收机和其他民用设备而设计的。

    YAMAHA公司开发了mLAN技术规定，以通过IEEE1394总线送出多采样精度的AES3信号、原始音频、MIDI和其它控制信息。该技术规定将抖动减小到20ns，并且在每个mLAN节点都使用销相环时，可以进一步将抖动减小到1ns。mLAN的一部分被1394Trade Association采用，当作通过IEEE1394总线处理音频和音乐控制数据时的应用标准。
       
       
        IEEE1394是非专用标准，并且许多标准化组织和公司已经认可了该标准。数字摄像机委员会选择IEEE1394作为其标准数字接口；EIA分会选择IEEE1394作为数字电视的点到点接口，以及娱乐系统的多点接口。视频专家标准组（VESA）采用IEEE1394进行家庭网络化。欧洲数字视频广播也认可IEEE1394作为其数字电视接口。Microsoft首先在Window98操作系统中支持IEEE1394，随后的操作系统也都支持它。同时现在的许多板卡上都可以见到它的身影。

    IEEE1394可以用在PC、卫星接收机、摄录机、立体声设备、VCR、打印机、硬盘驱动器、扫描仪、数字照相机、机顶盒、音乐键盘和合成器、线缆调制调解器、CDROM驱动器、DVD播放器、DTV解码器和监视器。

    （3）通过串行总线（Universal SerialBus,USB）

    通用串行总线（USB）的设计目的是为了取代老式计算机的串行（和并行）I/O总线，以提供更快的与用户友好的互连方式，并且打破了主机与外围设备连接长度的限制。计算机键盘、鼠标、线缆调制调解器、电话、CD-ROM和DVD-ROM驱动器、打印机、扫描仪、数字照相机、多媒体游戏设备、MIDI设备和扬声器均可以使用USB，USB提供低速到中等速度的互连；其12Mbps的转输速率（大约有1Mbps的余量储备）要比115kbps的串行端口的速度快很多。该传输速率足以满足采用S/PDIF，AC-3和MPEG-1，以及有些MPEG-2应用的要求。另外还有一个1.5Mbps的子通道可以供低数据率设备使用，比如鼠标。USB的功能类似于SCSI，可以支挂127个以即插即用形式工作的设备；更进一步，它可以在系统不关闭电源的情况下进行热交换。当设备加入或去掉时，USB会检测到，并且自动将系统初始化。未来USB的规格可以容许以120Mbps~240Mbps这样的低比持率，或更高的比特率工作。

    USB采用分层星形连接的拓扑方法，其中只有一个设备（比如监视器或DVD-ROM驱动器）必须插到PC的主机（根）的接口上。在任何的系统中只有一个主机。它成为一个集线器，并且其他附加设备可以直接连接到该集线器上，或使用工作距离为5米（全速设备）和3米（低速设备）的电缆连接到另外的集线器上。主机选中所连接的设备，并开始传输所有的数据。

    USB集线器可以将周边设备或以分立形式存在的集线器集中起来。集线器包括一个上行数据流连接端口（指向PC），以及多个连接到周边设备的下行数据流端口。USB使用4芯的连接端口，其中一组双纽线用来双向传输数据（每根导线一个方向），用来传输5伏电能和接地的导电端子为低功率耗材周边（500mA或100mA用于总线供电的集线器）设备提供电能。代表性的连接电缆就是所谓的“A到B”电缆。“A”插头总是以上行数据流取向，指向主机（“A”插座是来自主机或集线器的）下行数据流输出，而“B”插头始终以下行数据流取向的，指向USB设备（“B”插座是下行数据流的输入，其输入到设备或集线器）。所有的插接电缆都必须是全速的。

    USB主机控制器管理驱动器软件和每个连接到总线上的周边设备要求的带宽，并且分配电能到USB设备上。USB主机和USB集线器可以利用电缆终端的偏置端接器来检测周边设备是否连接。当与主机有多个连接时就需要用集线器。所有的设备均有一个上行数据流连接；集线器还包括有下行连接端口，供作为节点和其他集线器使用，并且可以避免环通。集线器最多可以有7个连接端口，供作为节点和其他集线器使用，并且可以自我供电或通过主机供电。两台PC机可以通过称为USB桥接器的专门USB周边设备（有时也称为USB到USB的适配器）彼此相连。采用非法的“A到A电缆”直接进行PC到PC的连接，可能将两台PC机的供电一起短路，引起火灾。

    USB具有异步传输的能力，但是等时的传输可以用于相对较高带宽（音频和视频）的设备。等时传输的抖动较低，但是等待时间增加了。16比特，48kHz立体声的传输速率是192byte/ms。与IEEE1394不同，它容许将任何可能的设备连接起来，USB要求一个基于微处理器的控制器，并将其用于PC周边设备。少数的USB端口可以取代完全不同的后面板接口，其中包括音频连接。USB容许设计者将主板和声卡上的较差的D/A转换器旁路掉。例如，USB扬声器有内置的D/A转换器和功率放大器，所以扬声器可以接受来自计算机的数字音频信号。USB扬声器在许多应用中是不用声卡的，这样简化了PC与外接转换器，DSP处理器，DolbyDigital解码器和其它周边设备的连接。USB支持Macintosh和PC计算机，并且可工作于MacOS8.6和OS9，以及Windows98和2000操作系统。

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    2.2.5影响计算机系统运行的因素

    除软件设计问题外，围绕着微处理器有很多影响系统运行的硬件方面问题。了解它们还是很有用的，因为它将有助于为系统选用恰当的设备。

    当人们用计算机工作时，多数人感兴趣的主要问题是计算机动行的速度。这确实很重要，因为运算较快的计算机在处理复杂的工作过程时，不至于让使用者到一边去沏杯咖啡，过喝边等运算结果。一个运行速度快的计算机可以执行较慢机器无法进行的一些实时运算，因为像动画、视频图像、数字音频录音和音乐时序这样的实时任务，都要求在一特定时间帧内里完成一定次数的运算。

    CPU运行速度是规定运行的一个因素，如前所述，它决定指令排离的速率。早期计算机用于MIDI设备的时钟速度只限于2MHz的范围内，这按当今的标准来看，早期的太慢了。现在的计算机CPU是快已经可以在2GHZ~3GHZ左右的速率运行了，随着CPU的时钟速度一直在不断提高，计算机的处理能力也随之大大增强。但是并不是说只要CPU够快就行了，因为很难说执行特定工作所需的最低时钟速度该是多少，它只是众多决定因素中的一个。

    总线宽度是第二个因素。通常，总线越宽，机器越快，因为宽总线可以使每条指令在设备间传送更多的数据。比如，一个4个字节的浮点数（是个有许多小数位和一个指数的数或10的次方数）需要4次读取才能借助8比特数据总线到达CPU，但32比特的总线仅一次就够了。弄清楚系统的数据总线的宽线和CPU里的不同是非常重要的。CPU内部数据总线的宽度决定它内部处理和存储的内容，外部总线数据则决定有多少这种数据可以在一次运行中进出周边设备和存储器。有些所谓的32比特的CPU只有16比特的外部数据总线，而真正意义上的32比特CPU也应该有32比特的外部总线。

    系统中RAM安装的速度也影响系统运行的速度，因为慢的RAM要求CPU等它一定次数的机器周期，好让它在被寻址后，产生稳定的数据（被称为“等候状态”）。快的RAM可以使用无等候状态，这样在程序执行期间便加速了访问存储数据的速度。

    RISC处理器正逐渐被数字设备所采用，因为采用精简指令系统指令组来工作，可以取得更快速度的运行。在同一给定的时钟速度下，RISC的机器可以比传统的机器每秒钟执行更多的工作。

    还有许许多多因素影响着以电脑为核心的设备的运行，这包括是否安装了协处理器，是否采用了某种形式的高速缓冲存储。协处理器是附加的CPU，它计设用来共享或进行某些卸载处理，它们经常用于完成数学运算和图形处理的任务。协处理器是否有助于速度的提高主要决定于要做的工作和软件是否设计成受益于协处理器，几乎现在所有的CPU都已经集成了协处理器。同样，还有高速缓冲存储器，它是一种用小容量的高速RAM存储刚刚用过的数据的方式，它装在CPU上或紧挨着CPU安装，这样使它可以比通用RAM更迅速、更容易被访问。

    2.3计算机系统中软件的作用

    软件它倒底是什么呢？它在计算机系统中又扮演怎样一个角色呢？本节将对多数常遇到的两个主要软件加以介绍--操作系统软件和应用软件。

    2.3.1什么是软件？

    计算机的CPU是一个可以依照预编程的工作次序，按时钟给定的速度一步一步执行运算的逻辑装置。它没有什么神奇不可思议的“知识”或“能力”，它的运行完全靠被告知的下一步指令来控制，根据在机器运行周期的不同阶段送给CPU的数据，运行的次序可被改变。这正是软件的角色--对CPU编程，并依照程序指令供给CPU进行运行的部分数据（其余的数据来源于外部，或是程序执行过程中运行出来的结果）。

    CPU是一个指令解码器，它可以从存储器中读出一字节的数据（软件）并将复杂的逻辑门、锁存器和寄存器设定到一定状态，这样在时钟的下一个周期上就会产生一个特定的逻辑变换集合了。

    软件是让CPU像钟表转动一样以特定方式执行一系列的二进制指令和数据。这个水平的软件被称作“机器码”。所以指令被称为“低级”指令，因为它们是可以由CPU直接翻译的原始二进制。这些数据正是计算机存储器直接存储并被CPU直接利用的，但遗憾的是在这一级别下写一个程序指令是非常冗长、繁琐的，因此需要供助“高级”语言。一种从机器码发展来的“汇编程序”，它完全是真实对应机器码指令的助记码集合，比真正二进制码更易于使用。一个程序用“汇编程序”码来写是很麻烦的，但是从运行观点来看却很有效，因为它们是在系统的“基本要点”水平上写的。最高水平的是如“HyperTalk”的程序语言，它们看上去像谈话，程序短语组成如下：把1区的内容放到5区的3号线上。

    这些语言为那些想写自已的软件，又不想太深入了解计算机内部工作的人而设计。这类语言的缺点是程序运行慢，因为运行前先得把这些“英语”命令翻译成机器码。
       
         2.3.2编辑和翻译程序

    有两种基本途径可以把高级程序转变成机器码--编辑和翻译。编辑器是一种软件程序，它接受所有高级程序，并在运行之前把它转换成机器码。执行实质上是运行机器码或软年的翻译版。在开始编写程序的时候这种方式很麻烦--因为在它运行之前每次先得进行翻译--但因翻译后的程序运行非常快，所以它应很广泛。翻译器在程序运行的同时把程序短句编译为机器码，这样会使程序运行很方便，但由于需要翻译器从始至终的介入，故运行速度很慢。

    这两种途径很像谈话的语言翻译。你若是通过一个翻译与外国人交谈，你很方便，但是你每句说完必须停下等翻译给你译过去。如果你把想说的话事先翻译好，写在纸上，无论你还是当地人都可以直接利用它，而且快得多，但这要花费时间事先翻译。

    2.3.3面向对象的软件

    面向对象的软件是近年来越发受人重视的一个概念。它与计算机建立起一种高水平相互作用。在一个定向目标环境中所写的软件模块，每个均行特定的功能，它们被称为软件“对象”。一个对象可以有一定数量的输入和输出。于是对象可以相互结合、互联，并时常生动地以各种各样不同的方式表现出来，比如一个对象的输出馈给另一个的输入。如此这般，就产生了有控制器、处理器、输入、输出和显示器的完整意义上的机器。面向对象的概念也同样可以扩展到对应的编程语言中去。

    2.3.4操作系统

    操作系统（OS）是个软件程序，只要计算机控制设备开着，它就时刻运行“在后台中”。正是它给出了具备某种特征的一个特定的计算机系统，比如它如何显示信息，它接受什么命令，磁盘如何格式化和存储器是怎样组织的，它也很像是专门献给CPU家族的，因为操作系统还得用CPU专用码发出的低级指令。操作系统是个基本的“工具箱”，在更高级的应用中这一“工具箱”可执行更直观的工作，比如磁盘存储，通过键盘处理输入/输出，在显示器上书写等。这给了某一系统运行创造了一致性，避免了编程者在每次写程序的时候都得写诸如数学运算基本公式这些基本作用。操作系统是界于应用软件和微处理器间的一层软件，如图所示。应用还可以由CPU直接来处理，只是多数工作还要经由操作系统才能进行：

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    |应用程序|

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    |操作系统|

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    |计算机|

    通常使用的个人电脑操作系统是微软公司的MS-DOS、WINDOWS和苹果系统OS2。更大型的计算机和主框架通常在Unix系统下操作。为这些操作系统写的应用程序必须遵守一定的基本主线，这个主线描述了程序如何与操作系统相互作用。

    早期的操作系统倒更像是文本，用户惟一能与操作系统交流的方式是在QWERTY键盘上打一大串很难记住的命令，每个字母和空格都必须准确无误，否则用户会得到同样无法理解的错误信息。现在的系统被设计成更加“与用户友善”的形式，即经常使用的图形用户界面。

    2.3.5图形用户界面

    图形用户界面，有时被称为GUI，没有使用文本与操作系统的主要通讯手段。取而代之的是完全图形化的界面层，它置于用户与操作系统之间，这样使用户只需点出他想要选中的东西即可。通常由端口接入的鼠标或其它形式的指示器件是计算机的界面，它通过鼠标的拖动，来控制屏幕上显示箭头的移动。用鼠标上的按键选择箭头所指的选项。可供选择的方案以菜单的形式列出来，用户可以选择他想要的任何一个。从而取代了过去准确地记那些命令。这样的环境被称为WIMP（窗口、图标、鼠标和指针）环境。GUI给那些不热心桌面电脑的人带来了无穷的魅力。尽管电脑“设计师”们经常声称他们不喜欢GUI，因它使操作系统变慢了。这个影响的确不假，但优势远胜过其不足，而且这些人之所以不喜欢GUI的更大原因，是他们想保持这样的一个心态：计算机是只让懂它们的人用的。“WINDOWS”这种GUI试图使操作系统与用户更加友好。

    2.3.6文件结构

    在文本形式的计算机操作系统，比如WINDOWS中，磁盘上的文件被分组到“目录”中去，这个目录是磁盘内容子集合的虚拟手册。“目录”是一个很有效的划分磁盘内容的方法，这样存储的数据就可以存在磁道上，项目也可以一起被分组。子目录几乎可以无限细分，磁盘内容以树的形式来划分。GUI可以把这个树结构表示成嵌套的文件夹集合，这里边还可以是文件或文件夹。在以文本为基础构成的操作系统里，使用者可以通过打出一串表示相关名录的文件名的字符来为需要的文件定义一个“路径”。

    文件名所用的字符不能超出一定的数量，在而且可以加一个扩展名，通常是三个字符，定义文件的具体类型。有些字符是禁止用的，比如空格。比如WINDOWS的GUI操作系统允许文件名使用的字符数目几乎没有限制（到128个字符），允许文件被赋予更多含义的名字，比如“1993accounts（2nddraft）”。

    2.3.7操作系统扩展

    扩展是加到操作系统特性或特征上的一段软件，且经常在系统安装时由磁盘装入，它存在于存储器并操作于后台，就像是操作系统的一部分。系统扩展的一个范例是苹果公司的QuickTime软件，它把一个音频实时重放的能力加到一个基本的WINDOWS计算机上。由于扩展而使计算机系统出毛病的事很常见，因为它们可能会干扰正常的工作方式的运行并引起错误的功能的使用的，甚至彻底失败，特别是当扩展不完全符合操作系统指南时。通常这是一个实验的问题，而且额许多功能可将系统扩展打开和关闭。

    2.3.8多任务

    真正义意上的多任务操作系统允许一定数量的应用存在于RAM的不同区哉，而且可以同时协作地运行。应用数量的限制通常取决于RAM的容量，尽管额种被称为“虚拟存储器”的技术能将磁盘的一部分容量当成RAM看待（实际还要慢些）。多任务有时很有用，比如一个应用是执行一个冗长的工作，同时用户想让它抽出身来干另一件事。多任务需要的是一部运行很快的计算机，因为它需要同时干几件事。当运算最繁重的处理任务发生在后台时，前台的应用会运行得很慢，在慢速的机器上这会使前台使用近于停滞。

    实时多任务系统是应用之间共享的时间，在某一定义的时限内完成各项运行工作。从这一细节上讲，许多桌面操作系统不是真正意义上的多任务。多任务应区别于简单的“程序转换”排列，在“程序转换”排列中有一定数量的应用同时存在于RAM中，而且可以转换。通过程序转换器，未启动的应用通常在后台不再继续运行，尽管它是一项有用的应用。每当你希望对两者进行互换时，利用转换，它省去了关闭一项工作，而再从磁盘中装入另一应用的麻烦操作。

    以上是对数字音频工作站中计算机部分功能的介绍，在实际应用过程中，计算机起着界面控制、编辑操作可视化、输入输出控制以及与其它周边设备的链接控制等，这些作用都是数字音频工作站中不可或缺的。

   
       
        2.4核心音频处理部分

    在上一章中我们知道，要构成以计算机为基础的数字音频工作站，核心的部分其实就是高质量的音频信号处理卡。在音频工作站中，声音的好坏直接关系到系统的可应用性，而声音的好坏完全取决于所采用的音频信号处理卡的优劣及质量，进一步音频信号处理卡的质量则处决于它所采用的A/D、D/A转换器。

    数字音频工作站的主要工作就是对音频信号进行编辑和处理，因此对音频信号编辑处理的最终结果更关心的是它的质量。

    一般来说，普通的PC计算机对音频、视频的处理功能较弱，计算机自身配置的音频卡、视频卡也仅仅提供了简单的多媒体功能，对于音频卡来说，普通的音频卡自带的D/A、A/D转换器较简单，因此只能提供较低采样频率、较少比特精度的录音处回放功能，同时音频卡上除了基本的音频处理芯片外，很少带有更多的专业音频处理单元，使得它也只是完成简单的多媒体音频功能而已。这一类音频卡主要应用于计算机中声音的重现，常见的如YAMAHA724、CREATIVEPCI128、DIAMONDS90等等。

    对于一些较高级或者说档次相对高一些的音频卡来说，它不仅提供了一述的简单基本功能，由于自带的A/D、D/A转换器可以提供更高的采样频率、更多的比特精度，而使得它在音频的处理上要比普通的音频卡强很多，同时这种音频卡自身来带有少量的音频处理芯片，从而使得它可以编辑、处理一些较简单的音频信号，增加一些不太复杂的声音效果，因此这一类音频卡也用于一些价位不高、功能相对简单的音频工作站中，如CREATIVESBLIVE系列，它主要针对环境音效和MIDI功能。WAVETERMINTOR则是针对音频处理效果上的，这类音频卡相对上面介绍的音频卡，不管是从A/D、D/A转换器还是采用的音频处理芯片，都更加专业一些，因此从音质及实际应用中都更适合音频工作站使用。但是，即使这种音频卡已用于部分音频工作站中，它们仍然有许多不足之处，如通道数的限制，通常上述的音频卡多位单通道或双通道，这样造成在实际的使用中，不能完成稍微大型一些的音频处理工作，同时由于在硬件处理上也只是单或双通道，一旦处理通道数增加，则加重了计算机CPU的负担，这种软件生成的结果最终影响了工作效率，另外它们采用的音频处理芯片及附加芯片也可能有太高的性能指标和处理能力。造成艺术创作上的局限性，这些音频卡构成的音频工作站往往缺少专业的音频接口，而使得在连接上存在一些问题，但是作为价位不高、功能相对简单的音频工作站来说，对于处理一些相对要求不高的作品时，完全绰绰有余。

    那么，如何才能构成功能齐全、高质量的数字音频工作站呢？答案就是采用专业的音频处理卡，如DIGIGRAM-PCX系列、PulsarII系列、ProTools系列数字音频工作站专用硬件音频卡，这种专业的音频卡都是由专业的数字信号处理（DSP）芯片为核心，附以各种专业的数字音频效果、音频处理芯片共同构成的，它能够完成音频处理所要求的对信息的长时间连续处理和实时完成，并且对算术运算，特别是乘法运算所要求的较强运算能力，同时，这种专业卡还具有专业、极其优秀的A/D、D/A转换器，更高的采样频率、更多的比特精度，加之各种专业的音频处理芯片（DSP），能够实现处理过程中更高的质量及更完善的功能，提供的各种专业音频接口，也使得在实际工作中更加得心应手。

    2.5数字音频工作站应用软件

    用于计算机音频工作站的软件主要分为三大类：全功能软件、单一功能软件和插件程序。

    全功能软件是真正意义上的音频工作站软件，因为它能对音频信号进行录音、剪辑、处理、混音，甚至还可以直接刻制出CD母盘。也就是说，音频节目的整个制作工作，都可以利用这种软件来全部完成。

    目前世界上较为著名的全功能通用软件有Vegas、CoolEdit和Nuendo等等，一般来说他们对硬件的要求不高，适用性较广泛，当然还有许多与硬件配套使用的专业软件，如Xtrack、ProTools，PulsarII等。

  

WavePad

    2.5.2专用软件

    专用软件一般来说需要与配套的硬件板卡共同工作才能发挥它的作用，因此往往在一些专业级工作站中出现，他们的功能强大，有独立开发的DSP处理系统，与硬件板卡的结合更加彻底、全面，性能也更加优秀。

    如ProTools将软硬件完美的结合后，提供了无比简明的方式，使一个项目从策划到完成会很容易地实现。对音频/MIDI录制、编辑、混合只是通过两个主要的窗口即可完成。

    软件界面提供各种显示：音频波形、MIDI音符信息、自动控制数据、编辑工具、控制面板、信号环路等，都清晰简洁地排放。

    在ProTools中直接进行轨道操作，具有很强的创作性，不用再局限于传统磁带录音的线性思维方式。比如说除了对整曲进行录制，然后编辑，最后缩混这种方式外，可以在项目制作一开始就时行混合，并进行编辑和处理，在最后缩混前再进行录音。

    在编辑过程中，ProTools提供了最大的自由度，远不止是其他编辑系统非破坏性的剪切、复制、粘帖这些简单能力，可以讯速地组织工作：创建多通道轨，编辑组，交替播放单。可以在一轨内查看和试听多个条目，并同时对所有条目进行编辑。由于具有多级恢复和项目的自动存储能力，制作人员可以大胆地进行不同排列、删改等操作。波形编辑仍然是基础，独特的节拍检测特性是整轨时间校正的典范，节约了大量的时间，自运分析音频性能并使其适应一个新的节拍速度。在动态自动控制中，可以用编辑音频相同的技术来编辑自动控制数据，自动控制数据与音频结合在一起显示在轨道上，在编辑中同音频的动作一同起作用。当进行细节工作时，将轨道大画面显示，使用范围（Universe）窗口在当前项目中随意导航到任意处，无须滚卷或缩放。

    ProTools中的MIDI特性是它的音频特性的自然扩展，所以不用浪费时间来学习额外的MIDI命令和功能。用ProTools可以从多种MIDI音源同时录制，自由进行punch录制，以及同音频一样的循环录制，可以直接在编辑窗口中以任何分辩度查看和编辑MIDI信息，不需打开多项窗口和反复切换音频和MIDI信息的数据显示。MIDI内容与音频一样可以在回放时同音频一起编辑并当即听到变换后的结果。

    ProTools的软件界面就是一个超级的用户可以定义的调音台。制作人员可以从一个标准的模板开始，或创建一个自已的调音台结构。然后，如果需要可以添加轨道数，改变轨道顺序，重新布设输入，或复制及移动设置，这样的改变均可瞬间即完成。自由的输入/输出能力使ProTools的信号环接具备了空前的灵活性。您可以将定义的输入/输出设置和喜欢的调音台结构等作为模板进行存储，以便随时应用。在ProTools混音环境下的每个项目都是自动控制的，用户具对诸如音量、哑音、声相控制以及所有效果插件参数的完全的动态控制和完全召回控制，这些控制均可针对轨道和返送。这些高精度的控制只有一些极其昂贵的调音台能与之匹比。并且所有的ProTools自动控制数据均可以以音频波形显示为背景进行编辑，于是更灵活、自由、精确。

    ProTools软件可以说在环绕声混合上带了一条路，你不仅可以进行每种流行的多通道格式的混合--包括LCR，QUAD，LCRS，5.1，6.1，7.1，也可以通过赋予多种输出和返送来同时进行多种格式的输出。所有的声相信息被每种输出格式分享并正确演奏。对于一个项目，你可以很容易地同时创建立体声，5.1和7.1混合来完成你的交付需要。

    ProTools最强大有价值处之一就是音频效果插件的使用，这里边有任何一种你能想到的插件：语调发生、EQ均衡、动态处理、变调和时间变换、回响、降噪、硬件念效等等。

    ProTools支持两种实时插件格式：TDM插件使用专门DSP硬件；RTAS插件使用计算机的处理能力。ProTools/24MIX和MIXPlus系统能同时运行两种类型的实时插件。你不需要在专门DSP硬件和主处理器之间进行选择，因为ProTools系统同时具备了这两样。你可以在同一个项目中混合TDM和RTAS插件，复杂精细的效果使用DSP硬件，主机处理器用于简单的效果，你甚至可以在保持所有设置和自动控制原封不动的情况下将一个插件效果在两种类型间前后切换，最后再决定如何应用系统的实时处理能力。

    除了这些实时处理项目，你也能独立处理音频文件，使用AudioSuite插件。多数实时插件都有AudioSuite版本，以此来节省DSP能进行永久不变的效果赋予。也有一些AudioSuite插件，实时的处理没有实际好处。如常态化效果、声音替换、相应倒置等。

    再在ProTools有了更广泛的创造性能力来进行声音产生、合成和采样。AccessVirs就是一个专门的多功能软件合成器，是以TDM插件形式存在的。Bruno和Reso也是一种TDM插件，允许你赋予创新的跨接合成效果结音频轨。SampleCell提供了采样编辑和回放能力，可被集成到ProTools系统里。DirectConnect插件让你将你喜爱的软件合成器和采样音源直接带入ProTools中，提供从可兼容的独立程充到ProTools混合环境的24Bit音频路径。一旦将音源接入ProTools，就可以进行录制、处理、混合，就像对于真正的音频输入一样，也可进行自动控制处理。

    其他专用软件在些就不一一叙述了。

WavePad

  2.5.1通用软件

    Vegas是著名的SonicFoundry公司的产品。这个软件问世时间不长，目前为2.0版本。

    Vegas给人的第一印象就是结构清晰，操作便捷，比如说它的基本工作窗口只有三个，即音轨窗、文件管理窗和混音窗。因此这个软件很容易上手，无论录音、剪辑，还是处理、缩混，凭直觉与经验即可掌握基本操作。虽然操作很简单方便，但Vegas常用功能都能做得很到位。比如，它为每一个音轨都配置了一个四段全参数均衡器和一个压缩器，这在进行多轨处理时十分方便。另外，Vegas还提供了32个辅助母线，在混音时可以很方便地使用混响等多种辅助效果。因此，对于一般的音乐用户来讲，Vegas是一个非常好用的软件。

    但是，从严格意义上说，Vegas并不是一个用于录音棚的专业录音软件，正像SonicFoundry公司自已定义的那样，它是一个“多轨媒体编辑软件”，适用于制作“广告声音、Internet音频内容、日常音乐、影视伴音和广播节目”等，也就是说，Vegas适用于在计算机上为各行业制作所需的音频内容。

    正因如此，Vegas在多轨音乐作品的录制上就显得不是很专业了。比如，它没有提供传统意义上的调音台，因此在缩混过程中不能很方便地随时调整各个音轨音量、声像、均衡和效果，虽然这些工作可以通过其他途径来完成，但对于录音师来说就会显得不很方便和习惯，而且Vegas没有手动穿插录音功能，因此录音师无法在音乐进行当中，随时在放音和录音之间任意切出切入。

    另外，Vegas更擅长对现成的音频轨进行剪接和混音，因为它不能进行以波形为对象的细微处理。

    CoolEdit在某些方面正好与Vegas相反，它突出的特长就是对波形进行各种处理。进行这方面的工作，它不但提供了特别多的处理工具，而且还提供了很多的调整参数。在这方面，它丝毫不逊色于PC机上最著名的波形处理软件SoundForge。
       
          便是，它和Vegas一样，没有调音台，也没有手支穿插录音功能。缺少这两点，使从事专业音乐录音工作显得十分别扭。而且更让人不能接受的是CoolEdit没有重操作（redo）功能。它只有一个“重做最后一个命令”的命令，这个命令不能马上得出结果，它需要将最后一个工作设立缓存区，这让人有点想不通。

    如果说Vegas和CoolEdit都是缺优点并存的话，那么我认为Nuendo则是功能十分完善的音频工作站软件。1999年9月24日，德国Steinberg公司在纽约AES展示会上发布了他们的Nuendo媒体制作系统。这是一套以WindowsNT为平台的软件系统，并包括了一些硬件系统。它能同时录下128轨数字音轨、环绕立体声混音、一轨影像轨、MIDI轨无数，以及全面的数字音频功能。本人有幸在中录录音棚实习时与它进行了全面的接触。

    Nuendo与CubaseVST的思路一样，音频的处理无需其它设备，这就是说效果的处理还是交给了CPU。Nuendo的VST2.0插件标准已成为世界上最大的一个插入标准，一些插件生产商，如WAVES、TC、WORKS、PROSONIQ、SPECTRALDESIGN为Nuendo、ASIO、Steinberg的音频流技术设计了超过600多款插件，为各种软件提供高性能的应用。ASIO2.0则为64个独立声道的24Bit/96kHz的实时硬件监听和采样精确同步。

    新的Nuendo系统支持WINDOWS98、2000、NT、XP和Beos系统。Nuendo的功能并不被特定的硬件要求所限制。能运行不同级别的系统，在一般的台式机也能进行应用。并且半成品音乐能在不同的机器甚至是笔记本电脑上进行效果处理、监听。这种灵活的方式，使制作音乐的方式、环境更为灵活。

    Nuendo作为一个目前最先进的音频音序系统，其强大先进的功能使音频片断随意编辑，不管处理音频片断还是音频文件排序，一切更迎合使用者习惯，鼠标拖拉即可完成复杂的工作。譬如交叉读入读出只要用鼠标拖动，调音台上无法做的很精细的Automation亦可用鼠标“描绘”。在Cubase中我们最不能忍受的是一些操作没法Undo,Redo，但在Nuendo中不仅能对音频序列的操作进行Undo，Redo，而且Nuendo能对每一个音频片断建立操作记录。

   

东方浪云

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